數與人系列:泰利斯的天空

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雖然中國自明末清初後的科技文明顯然差了西方一大截,但中國在中古世紀前的科技發展其實並不差,所以有不少西方學者開始追問「為什麼中國古代對人類科技發展作出了很多重要貢獻,但為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生?」
由於美國經濟學家博爾丁認為這個問題是由英國學者李約瑟最先提出,所以將此題命名為「李約瑟難題」。
「李約瑟難題」引發了許多關心中西科技發展者的注意和論辯,甚至有文史學者認為這是「假命題」。不過,曾經因相對論成為科學名人的愛因斯坦倒是加入解題的行列:「在西方科學中,正是有著(在歐幾里德幾何中整理出的)形式邏輯體系,以及(在文藝復興時期演變而來的)通過系統的實驗找出兩者可能的關聯,西方才產生了近代科學。」
提出相對論的愛因斯坦無疑是掌握西方系統科學推論思維方式的佼佼者,這個回答確實點出了西方近代科學得以發展的重要元素,但是畢竟他對中國文明史並不熟捻,所以他有可能低估了中國在中古世紀以前曾經發展出的科技文明成就,以至於沒有積極尋求中國從明代以後,科技發展停滯的原因。就科學推論言,他對「李約瑟難題」的答案推論稍嫌片面。
(雖然,對西方科技推理形式了解的人多會同意歐幾里德的形式邏輯對於造成近代西方科技文明的大躍進絕對居功厥偉。)
不過,了解一下歐幾里德的生平,可以發現其實他是在尼羅河的出海口亞力山卓港擔任教師,他的成就主要是將巴比倫、古埃及、古希臘發現的測量原理作出條列式的整理,並不是幾何定理的發現人。
讓古希臘人開始對幾何發生興趣的其實是西元前六世紀的泰利斯(Thales)。
根據傳說,泰利斯其實是個商人,早年還非常熱衷政治事務,後來才將興趣轉向數學和天文學,而且因爲太專注觀察天上的星象,以至於在仰望天空之際,竟不小心掉入井中,所以被一位俏皮的少女嘲笑:「這位先生亟於知道天上發生了什麼事,卻不知他眼前和腳邊有什麼。」
泰利斯為什麼這麼熱衷於天文學和數學呢?一般相信,是為了丈量天空,或者是測量宇宙。
當時,古埃及的法老在他訪問埃及時,詢問他:「你能量出金字塔的高度嗎?」
泰利斯運用了他的幾何學知識,正確地答出了答案,令法老大吃一驚。
(各位猜得出他是怎麼做到的嗎?)
埃及因為尼羅河的水患,每年都要重新丈量土地,所以本就對幾何學很有興趣,加上要興建金字塔之故,更是累積不少幾何學知識,不過,泰利斯雖然常與埃及人切磋幾何,但應該也發展出自己的獨特解法,所以才會讓埃及的法老大吃一驚。
泰利斯的思考方式顯然兼顧「形式邏輯」和 「現實觀察」,因為這樣,所以才兼有「古希臘自然哲學之父」和 「古希臘數學之父」的稱號。
另一方面,愛因斯坦本身其實主要是「形式邏輯」的推理高手,所以他將古希臘的科學文明成就的奠基者歸功於「幾何原理」的作者 「歐幾里德」也不意外了。
相較之下,中國在明代之後基本上科舉考的是「八股文」,又因無法處理「倭寇」問題所以採取「海禁」,到了清朝,整個國家發展的態勢依然趨向閉關,與西方文化接觸時,自然不能夠理解西學的進展和精神,再怎麼學,也學不到西方科技文明的精髓。
因此,就這點看,早年為生化學家李約瑟其實與愛因斯坦對「李約瑟難題」的看法相近 ---即中國的許多技術發明,缺少了西方近代科學史上長期但有系統地化地以數學化方式表述的理論基礎。
中國的星空一直很「人間」,觀星象是為了知人事,一點也不抽象外,而且相當政治,這或許是因為「科舉取士」後,中國知識人慢慢對於「考試與權位以外的事」是很冷淡的。即使官場待不下去,必須歸隱山林,往往也是寄情詩酒,抒發心情為主。
從大歷史的角度看,中國官方在明清之際,與西方人交流之時,科舉取士的制度造成士人太過功利,也太過自滿,所以一直無法體會泰利斯仰望天空時,那種求真求解的精神吧!
只是,李約瑟提供這種解答之時,正是美國科技文明正值顛峰的時期,所以他也無法預見「中國科技界在掌握了泰利斯精神後,會對世界造成什麼樣的改變,美國人又會採取什麼態度反彈吧!」
另一方面,不論是李約瑟或是愛因斯坦,似乎也忽略了泰利斯精神(「歐幾里德」幾何原本的源頭)雖然在西方科技發展史上彌足珍貴,但傳承到了「畢達哥拉斯」時,也曾往「神秘主義」傾斜,一直看不到 0 和無理數 在數學系統中的重要性,同時,希臘的科技文明在解決人類社會問題上所採取的方法也往往有極大的後遺症和副作用。
倒是中國文明的「人間」態度,讓中醫在面對地球的生命問題時,發展出了有別於西方醫學的治療方向,諾貝爾醫學獎頒發給屠呦呦也顯示了國際間對於中醫學發展的肯定。
由「李約瑟難題」衍生而出的另一項歷史難題其實是:「泰里斯精神要如何與中國式的政治社會文化相融合?」
清朝亡後,民國許多留洋文人其實是很積極想要了解西方的科技文明,徐志摩就是一個很明顯的例子。雖然,徐志摩在許多現代台灣女性讀者心中似乎已成為「渣男」的代名詞,但是,徐志摩的文章與言行其實透露出他是一個很嚮往「古希臘」的「天真情懷」的時代青年,甚至曾用文學筆法將愛因斯坦的相對論介紹給中國,只是科技思考經驗太少,所以最後也只能自白:「我這篇文字本來就不是讓科學家看的,我意思只要引起普通人對於科學常識的興趣罷了!」
中華民國的教育大約也是想要培育具有「泰利斯精神」的人才,所以數學教材也有很大篇幅在處理歐基里德幾何問題,只是「科舉功利精神」畢竟還是壓過了「泰利斯精神」,所以,有很多被幾何搞得頭昏腦脹的學生只覺得這是考試要考的科目,完全不了解自己為什麼要學數學、要學幾何 ,許多老師們也說不出學習數學的意義何在,只能說「學習數學有助思考」。
然而,學習數學真的有助思考嗎?
但從日常生活中,我們也知道民進黨一直以來營造的政治氛圍是立場優先,並將所有的爭執與爭辯都轉成政黨的對立問題,完全無法就事論事,泰利斯精神在現在的中華民國終究像徐志摩的詩「偶然」一樣,在實際生活中找不到應用的空間。
泰利斯的精神其實是既抽象又關照現實環境的,也因為如此,善於航海的古希臘文明很早就以幾何原理為基礎,再根據太陽和月亮的影子推測出來地球不是扁的。
由此觀之,說不定,當初泰利斯積極地仰望天空、專注學習幾何學的初心就是想要靠環球航海發大財呢!當然,這件事,純屬臆測,不過如果屬實,李約瑟難題的答案就不是李約瑟所設想的那麼「天真爛漫」了!
相關文章2: 零的登場
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    數學和其他科學有一個很不同的地方在於數學家可以證明(prove)一些定理為真,而其他科學只能證實(confirm)一些法則。這句話的意思是,在數學家之間,一但某個定理被證明為真,其他數學家就不會再花工夫去推翻這個定理了。一起探索數學的證明和人間事的奇妙關係吧!
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自然界充滿了各種奇妙的圖形,迷惑著各式各樣的心靈。數學家提我們打開了一扇窗,認識這些奇妙圖形背後的規律。
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